數碼顯微互動教室的作用

顯微互動教學是近幾年來隨著計算機技術、網絡技術、數字技術的發展而帶給顯微鏡下微觀世界教學的一場革命，他替代了落后和傳統的掛圖和幻燈教學，把效率底和效果差的形態學實驗教學提升到了一個新的高度。“ “數字網絡顯微互動教室”把多媒體教室、顯微互動教室和語音教室有機的結合在一起，實現了多媒體電化教學、智能控制、師生多向互動交流等多項功能。它不僅適用于實驗教學，而且對科研工作有極大的幫助。我們形態學實驗室于2004年10月引進了 MOTIC的數字網絡顯微互動系統通過一個學期的應用取得了滿意的效果。
一、數字網絡顯微互動系統的基本結構和功能
    2004年下學期我們學院決定上《顯微互動》教學系統，我們首先組成了兩個考察小組，分南北兩個路線對國內主要廠家的《顯微互動》系統進行了實地考察和現場參觀。通過招標，我們選擇了MOTIC《數字網絡顯微互動》教室系統，并于2004年10月份安裝完畢投入使用。經過這一個多學期的使用情況，表明此系統穩定可靠（從未出現過癱瘓和故障），軟件界面友好，直觀性強，使用方便，多數教師和學生使用幾次后便能掌握。
    數字網絡顯微互動系統由網絡系統、數字顯微鏡系統、圖象采集和處理軟件以及語音問答等部分組成。在選擇中應注意下列幾個問題：
1．要區別是“*代”系統還是“第二代”系統：“*代”系統結構簡單、使用方便、價格較低，但有幾個致命的弱點。一是學生端顯微鏡圖像采集分辨率低（一般只有40多萬像素 只能達704×576分辨率或480TV線），用投影機投出圖像模糊不清。二是功能單一，教師只能監控學生操作，師生間不能實現真正的互動教學。三是學生端不能進行單獨的圖像處理。
“第二代”系統由于學生端配備了微機網絡，使系統的功能大大增強，師生間不但可以實現真正的雙向互動教學，而且學生端顯微圖像的采集也提高到了130萬像素或200萬像素。其系統功能、圖像效果也都遠遠的高于“*代”系統，既能達到教學要求也能滿足科研的需要。
2．要重視系統的結構：作為我們做形態學教學的老師來說，一般往往只注重效果，不太注意系統的結構，其實系統的結構對系統功能的實現，系統可靠穩定性方面的影響很大。系統結構越復雜，其穩定性就越差，出問題的幾率就越大。所以要選擇比較成熟的技術結構（如局域網技術）。
3．顯微鏡的選擇：顯微鏡應采用全平均的物鏡，這樣攝像機采集到的圖像在顯示器上才不至于出現中間清晰邊緣模糊或邊緣調清晰了中間部分又模糊的情況。另外，光源盡量采用LED的冷光源，光源壽命長達10萬小時，色溫恒定，發熱少，功耗低（一般小于1W），但在選擇LED冷光源時，一定注意發光的色溫，使其保證在5600K（自然白光）左右。目前市場上發白光的LED發光色溫大都在6000K左右，視覺上有些偏藍，觀察圖片時就會偏色。
4．微機的配置：學生微機的配置一般選擇本系統夠用為原則。正常情況下，C2.66G/256MDDR/40G/17純平顯示器就可以。注意將軟驅和光驅去掉（避免學生亂裝東西），系統盤加保護卡保護。教師機配置可適當高些。
二、傳統顯微實驗教學的缺點和局限性
1．教師不能對所有學生進行適時監控：因為不能對學生進行適時監控，對提出問題的學生可進行輔導而對沒有提問題的學生則不知道觀察的結果正確與否。
2．師生間不能進行交流和互動：某個學生在實驗中觀察到的典型結果或發現的問題缺乏有效的交流手段，不能展示給所有同學。
3．信息資源不能共享：學生只能孤立地做自己的觀察，不能觀察別人的鏡下結果；亦不能共享教師積累的資料庫中的信息資源。
4．教師工作效率低：教師頻繁地在學生間走動輔導，不但工作效率低而且勞動強度大。
5．“*代”系統存在的問題如前所述。
三、數字網絡顯微互動系統在教學中的應用
該系統使用于所有使用顯微鏡的實驗課程。我們主要用于病理學和組織胚胎學教學，在使用過程中它的優勢和特點主要體現在以下幾個方面。
1．該系統能將多媒體教室、數字顯微互動教室和語音室等現代化實驗室的各項功能有機的、綜合的結合在一起，可以實現師生之間、學生之間的語音、圖象的交流和互動：教師可把教師或任一學生的鏡下觀察情況隨時的傳輸給全體、部分或單個學生單元進行示教和指導，學生間可自由分組進行鏡下觀察情況的討論和交流。體現了多媒體電化教學、智能控制和多向互動的特點把形態學教學提升到了一個新的高度。
2．提高了教師的教學效率和效果，減輕了教師的工作強度：在無互動的實驗室一個教師zui多只能帶20-30個學生進行實驗，由于要不斷地為單個學生進行鏡下的講解和輔導因此勞動強度較大，現在可帶40人以上而無須流動奔波，在教師主機可清楚的監視到每一個學生的鏡下觀察情況，在不影響其他學生學習的情況下可進行單個學生的輔導；把教師或某個學生觀察結果輕松地傳送到每一個學生，這極大地提高了實驗教學的效率和效果，減輕了教師的工作強度。
3．提高了學生學習的興趣和積極性：對于切片的形態學教學，多數學生感到單純而枯燥，數字網絡顯微互動系統的使用極大地提高了學生學習的興趣和積極性，對于學生鏡下觀察遇到的問題，可以通過教師的示教講解或查看其他學生鏡下觀察結果而及時的得到解決，學生間的互相交流提高了學生學習的積極性。
4．學生實驗報告科學性提高：學生采集的鏡下圖象通過文字注明而提交的實驗報告較以前的鉛筆繪圖要直觀、準確、科學的多。
4．信息資源可達到共享，并可隨時進行補充：在教師端資料庫中的圖象和錄象資料等信息資源任何一個學生可隨時提取用于學習和復習。在實驗中發現的典型的教學切片可及時采集并補充到資料庫中去。
5．實驗考試方法的改革：可把預置的題庫加密存放于教師機中，考試時瞬間發放給每一個學生，亦可進行切片的適時考試，而有別于以往的印卷考試和轉圈式切片考試，大大提高了考試的效率和效果。
6．存在問題：在形態學教學中應用數字網絡顯微互動系統是一個新課題，在我們的實踐中尚存在一些問題需要完善和解決，如部分學生和教師計算機應用水平函待提高，而不能因此而影響教學和學習；實驗教材應進行相應的改革以適應該系統的應用；如何深挖該系統的擴展功能，科學綜合性地利用好該系統使其能更好地為教學和科研服務等等都是我們所面臨的問題。
四、結論
數字網絡顯微互動系統可應用于所有需要在顯微鏡下觀察的實驗教學，在我們的醫學形態學實驗教學中取得了良好的效果，其應用前景廣闊，是傳統實驗教學的一場數字革命，同時也為我們的教學改革提出了新的挑戰